哈密市植被变化及其对气候变化的响应研究

汪晶晶

摘 要：深入研究哈密市植被变化及其对气候变化的响应，能够为当地的生态环境保护提供依据。基于此，本文介绍了数据处理、植被变化分析、植被指数对气温变化的响应分析、植被指数对降水变化的响应分析这几项研究环节，深入研究了当地植被变化与气候变化之间的关系，希望可以为当地的环境治理工作提供助力。

关键词：植被变化;气候变化;数据处理

0引言

植被作为生态变化的主要驱动因素，一直以来都在全球变化研究中发挥着“指示器”的作用，而植被变化通常会受到气候的影响，因此，工作者可以通过研究植被与气候因素之间的关系，更清晰地了解气候因素对当地生态环境的作用，有助于当地生物多样性保护、生态环境平衡保护工作的准确落实。

1研究背景

哈密市位于新疆省东部，坐标（40°52～45°05N，91°06～96°23E），总面积为138919km2，其在气候上属于大陆性，年平均日照时间长、降水少、温度高、风大。在此次研究中，研究者选用了中国气象科学数据共享服务网上所提供的气象观测数据，结合MODIS植被指数观测设备所收集到的数据，作为分析和研究用的依据资料，以期探究出植被与气候之间的关系，为哈密市的环境治理工作提供参考。

2研究过程

2.1数据处理

在此次研究中，研究者需要处理两方面的数据，即植被数据、气象数据。在植被数据的处理中，首先，研究者使用了MRT软件，对观测到的植被数据进行了投影转换、影像拼接处理。其次，采用ENVI软件进行影像数据的剪裁处理，以清除其中的阴影、颗粒等无用数据，以免其对后续的指数计算造成影响。最后，借助公式，NDVIi=max|NDVIj|，其中i为月份，j为日期，NDVI为植被指数，计算出哈密市每月的NDVI值，用以后续的比较分析。在气象处理方面，由于共享服务网中的数据较少，无法满足研究需求，因此，研究者取哈密市，以及红柳河、十三间房等五个哈密市周边区域的数据平均值，作为哈密市的气候平均值，以备之后的研究分析使用。

2.2植被变化分析

为了更加清晰地阐述植被变化，研究者基于植被指数，按照植被覆盖程度，将植被覆盖状态划分为五个层次，即0～5%的低覆盖度层次、5～15%的中低覆盖度层次、15%～30%的中等覆盖度层次、30%～60%的中高覆盖度层次，以及60%行显的高覆盖度层次。此后，根据近10年来的植被数据，研究归纳出，低覆度植被面积正在逐年下降，待到2019年，已经从十年前的24.71%降低到了14.76%，同时，中低覆盖度面积则逐步上升，待到2019年，已经达到了76.76%，较十年前，增长了9.93%，而中等覆盖度、中高覆盖度，以及高覆盖度面积均呈现出上升趋势，由此可见，近年来，哈密市的植被覆盖程度、覆盖密度的变化，以上升趋势为主，且在此过程中，并未出现明显的回落，说明当地的植被生态处于蓬勃发展的状态。

2.3植被指数对气温变化的响应分析

在此次研究中，研究者为了了解植被变化对气候变化的响应，采用了相关性分析法，通过将植被指数变化曲线分别与气温、降水变化曲线，绘制在同一坐标系中，来观察植被指数与气候变化的相关度，以完成该项分析环节。在与气温变化相关程度的分析中，研究者发现在2010～2019年之间，植被指数与气温变化的趋势相同，且年最高值均在2015年、2017年、2018年，此后，研究者针对这三年的数据进行了相关性计算，计算结果显示，这三年的植被指数，与气温变化之间的相关系数分别为，-0.103、-0.247、-0.004，由此可见，两者呈现出了负相关的关系，因此，哈密市的植被变化与气温变化之间的关系不大，植被变化在此方面的响应程度也较低。但在此次研究中，所有的数据均为当前数据，所以无法验证植被是否会对气温变化进行滞时响应。

2.4植被指数对降水变化的响应分析

在植被指数与降水变化相关性的分析中，研究者发现两者的变化曲線延伸趋势大致相同，且两者均在2013年、2016年、2018年呈现出峰值，因此，研究者针对这三年的数据，进行了植被指数与降水数据的相关性计算。最后，计算得出这三年中两者的相关系数分别为，0.294、0.083、0.255，由此可见，植被指数与降水量存在正相关的关系，因此，植被变化与气候中的降水条件变化存在响应关系。

3结果分析

从上述研究过程可以看出，哈密市区域内的植被覆盖程度正在逐渐上升，同时，根据相关性系数计算结果，植被变化对温度变化存在响应，但受降水的影响较小，其主要原因在于哈密市的大陆性气候特征。在该气候特征条件下，哈密市全年降水普遍较少，因此，无法为植被带来太大的影响。在此过程中，由于光照、气候对不同植被的影响程度不同，因此，其植被在相应气候变化时，存在植被物种差异。为此，研究者进行了进一步分析，发现虽然之前得出的植被指数与降水量的相关系数为负数，但在研究者以植被物种为研究单位时，发现灌木、针叶林等植被与降水量呈正相关，由此可见，从本质上来说，植被变化与温度、降水量之间都存在响应关系。

4结论

综上所述，哈密市的植被覆盖率正在逐年增加，且与温度、降水量这两个气候因素均存在响应关系。在研究过程中，研究者通过观测NDVI数据，并计算NDVI与降水量、气温数据的相关性，总结出了气温、降水量的上升，使得植被覆盖率呈现出增长的趋势，为生态多样性与丰富度带来了极大的影响。

参考文献：

[1]朱丽君，蒙吉军c，李江风. 河北省植被覆盖变化及对生态建设工程的响应[J]. 北京大学学报（自然科学版），2020，56（04）：755-764.